动态部分熔融作用及其地球物理意义

本文着重阐述了上地幔动态部分熔融动力学的几个基本问题:(1)初始熔融物的产生;(2)渗透和萃取;(3)运移和聚集;(4)研究方法、内容及其地球物理意义。笔者强调指出,在初始熔融阶段,两面角是控制上地幔熔融物的几何分布、渗透性和连通性能的关键参数,少量熔融物(2%~5%)不仅会使软流圈中地震波速下降、导电率增加,而且还引起上地幔非弹性衰减现象。     

辉绿岩脆-韧性变形转化的高温高压实验研究

辉绿岩是下地壳重要组成岩石之一.加强辉绿岩的变形特征和脆—韧性转化的实验研究,对于进一步认识大陆(伸长构造)和洋脊形成、对流以及较深层次地震分布模式有着重要意义.Kronenbevg 等(1980)     

地幔对流的数值模拟及其与表面观测的关系

本文从基本的热对流方程出发,并结合地幔对流特点,特别考虑到自重及非线性影响,探讨地幔对流及其与表面观测的关系,发展了相应的数值方法.结果表明,计算得到的长波大地水准面、地表地形、板块速度场水平散度与观测值符合程度较好.上、下地幔的非绝热温度异常与由地震层析得到的地震波速异常显示一定的相关性.地幔内部的流动呈现复杂形态,反映了高瑞利数对流的特征.     

地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融问题的数值模拟

地幔柱是最可能形成大火成岩省的原因之一,同时地幔柱与岩石圈的相互作用也极大的影响着岩石圈的构造演化.本文主要集中研究地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融相关的问题.利用开源程序Ellipsis3D,基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和岩石流变本构关系,以及不同的熔融损耗关系,通过有限元数值方法模拟得到地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融程度的动态变化.数值模拟结果显示,地幔柱与岩石圈相互作用的熔融相关过程分为三个阶段：地幔柱的初融阶段,地幔柱自身熔融占主导,减压熔融为主因;地幔柱与岩石圈的纵向作用阶段,岩石圈地幔开始熔融,地幔柱以减压熔融为主,岩石圈地幔以升温熔融为主;地幔柱的横向展平阶段,随着地幔柱的扩展岩石圈地幔熔融范围增加,以升温熔融为主,地幔柱自身熔融程度减小.最后基于数值模拟结果及现场资料对峨嵋山大火成岩省地幔柱的发展演化以及峨眉山大火成岩省的形成进行了讨论.     

高温高压下花岗岩、玄武岩和辉橄岩电导率的变化特征

通过在高压(1.0-2.5GPa)和高温(53-1173K)条件下,取得花岗岩、玄武岩和辉橄岩三种岩石的一些电导率实验结果.讨论了这几种岩石电导率随温度的变化趋势,结果表明:电导率随温度升高而显著变化,在温度为53-1173K的范围内,电导率发生了3-5个量级的变化,这种变化可能同岩石的部分熔融过程有关.     

水在橄榄石中溶解度研究的固体传压高温高压实验方法

人们关注地球深部水对地球介质的力学和物理性质影响．以往实验研究大都用气体设备在几百MPa的低压力下进行的．为实现深部高压条件，本文用固体传压技术在1000-1300℃；1．0～2．0GPa（相当上地幔）温压条件进行橄榄石晶体内水溶解度实验研究．实验表明，固体传压技术用于晶体“含水”实验研究是一种有效方法；研究证实，与低压实验一样，高压下水赋存在橄榄石晶体中仍以H离子作为“杂质”进入晶体缺陷为主要形式，并发现水的溶解度与实验压力相关，     

Experimental studies on elastic and rheological properties of amphibolites at high pressure and high temperature

The experimental studies done at high temperature and high pressure find that increased temperature can lead to dramatic velocity and strength reductions of most of rocks at high confining pressure[1,2]. What causes this phenomenon? Is it due to dehydrati…     

1976年唐山大震发生对华北地区各地块运动与变形影响的数值模拟研究

用非连续变形分析方法(DDA+FEM)数值模拟在华北地区各地块相互制约的构造环境中,发生1976年唐山地震的动力学过程;研究大震引起的华北地区各地块特别是鄂尔多斯地块运动变形及各地块边界断层上应力状态变化的特征。采用的1976年唐山地震复杂震源模型由3个子事件组成:北北东走向的主破裂,与主破裂北东端部相连接的北东走向子事件以及位于主破裂南东侧的北西走向的子事件,同前人的结果比较,这个模型与该震早期余震分布图像的位置更为相符。计算得到了地震释放的主应力场,最大剪应力变化等值线图,大震邻近地区地块滑移变形图,发震断层滑移距离随时间的变化以及最大走滑错距和应力降等震源参数,这些结果与该震的震源机制解,震源参数,宏观等震线,地表观测的水平位移矢量图基本一致。唐山地震的发生使得与其邻近的地块及边界断层受到不同程度的影响,发生了不同规模的移动和变形,鄂尔多斯地块似乎发生了整体性小规模的逆时针转动及变形,其中鄂尔多斯地块东北部与太行山,燕山,阴山地块交接带的相对运动变形较大,唐山地震的发生也引起了华北地区各地块边界断层上的应力状态发生了一定程度的变化,其中通过唐山震区的张家口-蓬莱北西走向断裂带以及鄂尔多斯地块北部边界断层的主要地带上剪应力增加而法向应力减小,使这些断裂带的地震危险度增加。这与唐山地震后鄂尔多斯地块北部边界断层上发生一系列6级强震的事实基本相符。     

10.6～1.5GPa、室温～1 200℃条件下青藏高原地壳岩石弹性波速特征

通过对采自青藏高原的六种地壳岩石，包括花岗闪长岩、混合岩、片麻岩、玄武岩、辉橄岩及斜长角闪岩等，进行高温高压纵波速度测量，发现绝大多数地壳岩石其纵波速度在压力高于0.2-0.3GPa时基本上随压力线性增加。在固定压力下随温度升高而降低，但在温度较低时这一现象并不明显，随温度的程式高波速出现明显降低。通过对实验后的样品进行显微薄片分析，发现含水矿物的脱水和部分熔融是造成岩石波迅速降低的主要原因。在实验过程中还发现高压下温度较高时，接收到的超声波振幅会增大。对实验中发现的这些现象本文进行了初步的分析和讨论。     

高温高压下岩石的电性研究

高温高压下岩石的电性研究是了解地球内部物质组成、运移及演化的重要手段,因而日益受到地球物理学界人士的青睐．本文从测量方法、设备及影响因素等方面介绍了高温高压下电性研究的发展进程,探讨了高温高压下电性研究的发展方向．